(57)【要約】  内燃機関のエンジン速度を監視することはいくつかの理由から有益であり得るが、エンジン速度判定モジュールを内燃機関に嵌合することが困難であり、制御エリアネットワークへのインタフェースまたは追加の機械的測定装置を必要とする場合がある。本開示は、振動センサー（２２０）および振動センサーによって感知された振動を示す値に基づいてエンジン速度を判定するよう構成されるエンジン速度判定モジュール（２１０）を備えるオイルフィラーキャップ（１００）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のエンジン速度を判定するためのエンジンオイルフィラーキャップであって、前記オイルフィラーキャップは、
エンジン速度判定モジュールと、
前記エンジン速度判定モジュールに結合される振動センサーであって、前記内燃機関の振動を感知して、前記エンジン速度判定モジュールに前記感知された振動を示す値を出力するよう構成される、振動センサーと、を備え、
前記エンジン速度判定モジュールは、前記感知された振動を示す前記値に基づいてエンジン速度を判定するよう構成される、エンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項２】
前記エンジン速度判定モジュールは、
判定期間にわたって、複数の前記感知された振動を示す値を記録し、
前記感知された振動を示す前記記録された値に基づいてエンジン速度を判定するよう、さらに構成される、請求項１に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項３】
前記エンジン速度判定モジュールは、
前記感知された振動を示す前記記録された値から振動の卓越周波数を判定し、
前記判定された振動の卓越周波数に基づいて前記エンジン速度を判定することによって、前記感知された振動を示す前記記録された値に基づいて前記エンジン速度を判定するよう構成される、請求項２に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項４】
前記エンジン速度判定モジュールは、
前記感知された振動を示す前記記録された値に時間−周波数ドメイン変換を実施して、前記感知された振動を示す前記記録された値の周波数応答を生成し、
下限周波数と上限周波数との間の前記周波数応答の周波数の範囲内の、最大の大きさの前記周波数応答に対応する周波数を特定することで、前記感知された振動を示す前記記録された値から前記振動の卓越周波数を判定するよう構成され、前記最大の大きさの周波数応答に対応する前記周波数は前記卓越周波数である、請求項３に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項５】
前記エンジン速度判定モジュールに結合されるメモリモジュールをさらに備え、前記メモリモジュールはエンジンデータを保存するためのものである、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項６】
前記エンジン速度判定モジュールは、前記判定されたエンジン速度を前記エンジンデータに記録するようさらに構成される、請求項５に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項７】
前記エンジン速度判定モジュールは、前記記録されたエンジン速度に関連する判定期間を前記エンジンデータに記録するようさらに構成される、請求項２〜４のいずれかに従属する場合の、請求項６に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項８】
前記エンジン速度判定モジュールは、
前記判定されたエンジン速度が複数のエンジン速度範囲のいずれに当るかを判定し、
前記判定期間を、前記内燃機関が前記判定されたエンジン速度範囲で動作していた、前記エンジンデータに記録された累積時間に加えるようさらに構成される、請求項２〜４のいずれかに従属する場合の、請求項５〜７のいずれかに記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項９】
前記エンジン速度判定モジュールに結合される通信モジュールをさらに備え、前記通信モジュールは、電子機器との通信インタフェースをサポートするのに適しており、前記エンジン速度判定モジュールは、
前記通信モジュールを介して、前記判定されたエンジン速度および／または前記エンジンデータを電子機器に出力するようさらに構成される、請求項１〜８のいずれかに記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項１０】
前記エンジン速度判定モジュールは、
前記通信モジュールを介してユーザリセットコマンドを受信し、
前記メモリモジュールの前記エンジンデータをリセットするようさらに構成される、請求項５〜８のいずれかに従属する場合の、請求項９に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項１１】
前記エンジン速度判定モジュールは、
前記通信モジュールを介して前記電子機器から前記エンジンデータに対する要求を受信し、
前記エンジンデータに対する前記要求の受信に応答して、前記通信モジュールを介して前記電子機器に前記エンジンデータを出力するようさらに構成される、請求項５〜８のいずれかに従属する場合の、請求項９または請求項１０のいずれかに記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項１２】
前記エンジン速度判定モジュールに結合される温度センサーであって、前記エンジンのクランクケースの温度を感知し、前記エンジン速度判定モジュールに、前記感知されたクランクケース温度を示す値を出力するよう構成される、温度センサーと、そして／または、
前記エンジン速度判定モジュールに結合される圧力トランスデューサであって、前記エンジンのクランクケースの圧力を感知し、前記エンジン速度判定モジュールに前記感知されたクランクケース圧力を示す値を出力するよう構成される、圧力トランスデューサと、をさらに備える、請求項１〜１１のいずれかに記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項１３】
前記感知されたクランクケース温度を示す値および／または前記感知されたクランクケース圧力を示す値を前記エンジンデータに記録するようさらに構成される、請求項５〜８のいずれかに従属する場合の、請求項１２に記載のエンジンオイルフィラーキャップ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のエンジンオイルフィラーキャップを備える、内燃機関。
【請求項１５】
請求項１４に記載の内燃機関を備える機械。
【請求項１６】
エンジンデータを電子機器に通信するための方法であって、
前記内燃機関の振動を感知することと、
前記感知された前記内燃機関の振動に基づいてエンジン速度を判定することと、
前記判定されたエンジン速度に関連するエンジンデータをメモリに保存することと、
前記エンジンデータを通信インタフェースを介して電子機器に通信することと、を含む、方法。
【請求項１７】
速度判定モジュール上で実行される時に、請求項１６に記載の方法を実施するよう構成されるソフトウェアプログラム。
【請求項１８】
内燃機関のオイルフィラーキャップ上またはオイルフィラーキャップ内に取り付けるためのデータロガーであって、前記データロガーは、
エンジン速度判定モジュールと、
前記エンジン速度判定モジュールに結合される振動センサーであって、前記内燃機関の振動を感知するよう構成される、振動センサーと、
前記エンジン速度判定モジュールに結合されるメモリモジュールと、を備え、
前記エンジン速度判定モジュールは、
前記内燃機関の前記感知された振動を示す、前記振動センサーから受信した値に基づいてエンジン速度を判定するよう構成される、データロガー。
【請求項１９】
内燃機関上に取り付けられ、前記内燃機関の速度を判定するためのデータロガーであって、前記データロガーは、
エンジン速度判定モジュールと、
前記エンジン速度判定モジュールに結合される振動センサーであって、前記内燃機関の振動を感知するよう構成される、振動センサーと、
前記エンジン速度判定モジュールに結合されるメモリモジュールと、
前記エンジン速度判定モジュールに結合される通信モジュールであって、外部電子機器との通信インタフェースをサポートするのに適している、通信モジュールと、を備え、
前記エンジン速度判定モジュールは、
第一の期間にわたって前記振動センサーによって感知された前記内燃機関の前記振動に基づいて第一のエンジン速度を判定し、
第二の期間にわたって前記振動センサーによって感知された前記内燃機関の前記振動に基づいて第二のエンジン速度を判定し、
前記第一のエンジン速度および前記第二のエンジン速度に関連付けられたエンジンデータを前記メモリモジュールに記録し、
前記通信モジュールを介して前記外部電子機器に前記エンジンデータを出力するよう構成される、データロガー。
【請求項２０】
前記内燃機関のオイル注入口に嵌合するためのオイルフィラーキャップであって、
内燃機関の速度を判定するよう構成されるデータロガーの前記取り付けのための取付け点を備える、オイルフィラーキャップ。
【請求項２１】
前記オイルフィラーキャップ内に空洞部をさらに備え、前記空洞部は前記データロガーの前記取付けのための前記取付け点を含む、請求項２０に記載のオイルフィラーキャップ。
【請求項２２】
本体と、
前記本体に固定するための取り外し可能なカバーと、をさらに備え、前記本体および前記取り外し可能なカバーは、
前記取り外し可能なカバーが前記本体に固定される時に、前記空洞部が封止された空洞部となり、
前記取り外し可能なカバーが前記本体から取り外される時に、前記空洞部が露出するよう構成される、請求項２１に記載のオイルフィラーキャップ。
【請求項２３】
前記オイルフィラーキャップ内の前記空洞部に取り付けられるデータロガーであって、前記データロガーは、
前記内燃機関の振動を感知するよう構成される振動センサーと、
前記振動センサーに結合され、前記振動センサーによって感知された前記振動に基づいてエンジン速度を判定するよう構成されるエンジン速度判定モジュールと、を含む、データロガーをさらに備え、
前記振動センサーおよび前記エンジン速度判定モジュールは、前記オイルフィラーキャップが前記内燃機関の前記オイル注入口に嵌合される時に、前記振動センサーが前記エンジン速度判定モジュールよりも前記内燃機関のクランクケースに近くなるように配置される、請求項２１または請求項２２に記載のオイルフィラーキャップ。
【請求項２４】
前記オイルフィラーキャップ内の前記空洞部に取り付けられる電池をさらに備え、前記電池は、前記オイルフィラーキャップが前記内燃機関の前記オイル注入口に嵌合される時に、前記電池が前記振動センサーおよび前記エンジン速度判定モジュールよりも前記内燃機関の前記クランクケースから離れるように配置される、請求項２３に記載のオイルフィラーキャップ。
【請求項２５】
前記取り外し可能なカバーが前記本体から取り外される時に、少なくとも前記電池がアクセス可能である、請求項２２に従属する場合の、請求項２４に記載のオイルフィラーキャップ。
【請求項２６】
前記データエンジン速度判定モジュールに結合される温度センサーおよび／または圧力トランスデューサをさらに備え、前記温度センサーおよび／または前記圧力トランスデューサは、前記オイルフィラーキャップが前記内燃機関の前記オイル注入口に嵌合される時に前記内燃機関のクランクケースに露出される前記オイルフィルターキャップの外部表面上に取り付けられる、請求項２３〜２５のいずれかに記載のオイルフィラーキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジン速度を判定するためのエンジンオイルフィラーキャップ、エンジンのオイルフィラーキャップ上またはエンジンのオイルフィラーキャップ内に取り付けるためのデータロガー、エンジン上に取り付け、エンジンの速度を判定するためのデータロガー、および内燃機関のオイル注入口に嵌合するためのオイルフィラーキャップに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンデータロガーは、エンジン速度などの、経時的な様々なエンジンパラメータを監視するのに使用され得る。経時的にエンジン速度を監視することは、エンジンおよびその使用の様々な態様、例えば、機械オペレータが通常どのように機械のエンジンを使用しているか、エンジン摩耗がどのようなものであり得るか等、の分析において役立ち得る。
【０００３】
既存のエンジンデータロガーは、大きくて高価となりがちであり、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの現在のエンジン速度の示度を得るために制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）バスへのインタフェースを必要とするか、または、追加測定装置（機械的、磁気的、またはレーザタコメータ、または燃料測定装置など）を必要とするかのいずれかである。ＣＡＮバスへのインタフェースを確立することは困難かつ時間がかかる可能性があり、追加測定装置を提供することは高価かつ不便になる可能性がある。
【０００４】
さらに、一部の既存のエンジンデータロガーは、サーバとのインターネット接続を確立するよう構成され、エンジン速度計測値が経時的に保存および／または分析され得る。こうした接続を確立することは、高価で、不便で、そして、例えば、機械がインターネットネットワークの地理的制限に位置する場合に（例えば、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）セルの地理的制限に、またはＷｉＦｉネットワークエリアの地理的制限において等）、信頼できないものとなる可能性があるものになりかねない。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の第一の態様では、内燃機関のエンジン速度を判定するためのエンジンオイルフィラーキャップが提供されており、エンジンオイルフィラーキャップは、エンジン速度判定モジュールと、エンジン速度判定モジュールに結合された振動センサーとを備えており、振動センサーは内燃機関の振動を感知してエンジン速度判定モジュールに感知された振動を示す値を出力するよう構成され、エンジン速度判定モジュールは、感知された振動を示す値に基づいてエンジン速度を判定するよう構成される。
【０００６】
本開示の第二の態様では、エンジンデータを電子機器に通信するための方法が提供されており、該方法は、内燃機関の振動を感知することと、感知された内燃機関の振動に基づいてエンジン速度を判定することと、判定されたエンジン速度に関連するエンジンデータをメモリに保存することと、通信インタフェースを介してエンジンデータを電子機器に通信することと、を含む。
【０００７】
本開示の第三の態様では、内燃機関のオイルフィラーキャップ上、または内燃機関のオイルフィラーキャップ内に取り付けるためのデータロガーが提供されており、データロガーは、エンジン速度判定モジュールと、内燃機関の振動を感知するよう構成される、エンジン速度判定モジュールに結合された振動センサーと、エンジン速度判定モジュールに結合されるメモリモジュールとを備え、エンジン速度判定モジュールは、感知された内燃機関の振動を示す、振動センサーから受信した値に基づいてエンジン速度を判定するよう構成される。
【０００８】
本開示の第四の態様では、内燃機関上に取り付けられ、内燃機関の速度を判定するためのデータロガーが提供されており、データロガーは、エンジン速度判定モジュールと、内燃機関の速度を判定するよう構成される、エンジン速度判定モジュールに結合される振動センサーと、エンジン速度判定モジュールに結合されるメモリモジュールと、エンジン速度判定モジュールに結合される通信モジュールとを備え、通信モジュールは外部電子機器との通信インタフェースをサポートしており、エンジン速度判定モジュールは、第一の期間にわたって振動センサーによって感知された内燃機関の振動に基づいて第一のエンジン速度を判定し、第二の期間にわたって振動センサーによって感知された内燃機関の振動に基づいて第二のエンジン速度を判定し、第一のエンジン速度と第二のエンジン速度に関連付けられたエンジンデータをメモリモジュールに記録し、通信モジュールを介して外部電子機器にエンジンデータを出力するよう構成される。
【０００９】
本開示の第五の態様では、内燃機関のオイル注入口に嵌合するためのオイルフィラーキャップが提供されており、オイルフィラーキャップは、内燃機関の速度を判定するよう構成されるデータロガーを取り付けるための取付け点を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の一部の態様を、例示としてのみ、以下の図面を参照して説明する。
【図１】図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、オイルフィラーキャップ１００の例示的な外部設計を示す。
【図２】図２は、データロガー２００の構成要素を非常に概略的に示す。
【図３】図３は、図２のデータロガー２００を含む例示的なシステム３００を示す。
【図４】図４は、図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃのオイルフィラーキャップ１００のアセンブリの分解図である。
【図５】図５は、図４のオイルフィラーキャップのアセンブリの側面からの切断を示す。
【図６】図６は、図２のデータロガー２００の例示的な動作のフロー図である。
【図７】図７は、図２のデータロガー２００によって取られた例示的なエンジン振動測定のプロットを示す。
【図８】図８は、図７のエンジン振動測定の周波数応答のプロットを示す。
【図９】図９は、実際のエンジン速度と図２のデータロガー２００によって判定されたエンジン速度とを比較した実験データのプロットを示す。
【図１０】図１０は、図９の実験データにおける、実際のエンジン速度と判定されたエンジン速度との間の速度誤差のプロットを示す。
【図１１】図１１は、図１、４および５のオイルフィラーキャップを含む例示的な内燃機関１１００を示す。
【図１２】図１２は、図１１の内燃機関１１００を含む例示的な機械１２００を示す。
【図１３】図１３は、オイルフィラーキャップ１３００の例示的な代替設計を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、感知された内燃機関の振動を使用してエンジン速度を判定すること、および、感知された内燃機関の振動を使用してエンジン速度を判定するよう構成される構成要素を含むか、あるいは感知された内燃機関の振動を使用してエンジン速度を判定するよう構成される構成要素の取り付けに適応するよう構成されるか、のいずれかであるオイルフィラーキャップに関する。
【００１２】
図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、本開示によるオイルフィラーキャップ１００の例示的な外部設計を示す。図１Ａはオイルフィラーキャップ１００のトップダウン図であり、図１Ｂはオイルフィラーキャップ１００の角度付けされた上面／側面図であり、図１Ｃはオイルフィラーキャップの側面からの図である。オイルフィラーキャップ１００の上面１１２は、トップダウンから見ると、円形、またはほぼ円形の形状を有し得る。オイルフィラーキャップ１００は、ディーゼルエンジンまたはぺトロール／ガソリンエンジンなどの内燃機関（以下、「エンジン」と言及される）上にオイルフィラーキャップ１００をねじ止めする、または内燃機関からオイルフィラーキャップ１００をねじ抜きするのを助けるための、フィンガーグリップ溝１１４をオイルフィラーキャップ１００の側壁に有してもよい。オイルフィラーキャップはまた、エンジンのオイル入口と係合するよう設計される、エンジン係合部分１２２を有してもよい。そのため、エンジン係合部分１２２は、エンジンのオイル入口上の対応するねじ山と係合するための内部または外部ねじ山を有し得る。従って、オイルフィラーキャップ１００は、ごみやその他の汚染物質がエンジンオイルに入ることを防止するようオイル入口を覆うために、エンジン上の所定の位置にねじ止めされ得る。
【００１３】
図１Ａ〜１Ｃに示すオイルフィラーキャップ１００の外部設計は、本開示によるオイルフィラーキャップがとり得る外部設計の、非制限的な一例に過ぎないことが理解される。あるいは、オイルフィラーキャップ１００はいくつかの異なる設計を有してもよく、例えば、オイルフィラーキャップ１００は、フィンガーグリップ溝１１４を省く、および／またはねじ山設計以外の押込みばめ設計などの異なるエンジン係合部分１２２を有する、および／または四角形または長方形等の異なる形状を有してもよい。オイルフィラーキャップ１００の寸法および設計は、エンジンおよびオイルフィラーキャップ１００が取り付けられるオイル入口の設計により少なくとも部分的に影響を受け得る。
【００１４】
図２は、オイルフィラーキャップ１００上、またはオイルフィラーキャップ１００内に取り付けるのに適したデータロガー２００を非常に概略的に示す。データロガー２００は、エンジン速度判定モジュール２１０およびエンジン速度判定モジュール２１０に結合される振動センサー２２０を備える。データロガー２００はまた、エンジン速度判定モジュール２１０に結合されるメモリモジュール２３０と、エンジン速度判定モジュール２１０に結合される通信モジュール２４０を備えてもよい。エンジン速度判定モジュール２１０は、以下に説明する機能を実施するよう構成される任意の形態の処理／制御モジュールとし得る。例えば、それは、マイクロコントローラ、１つ以上のプロセッサ（１つ以上のマイクロプロセッサなど）、構成可能ロジック、ファームウェア等としてもよい。振動センサー２２０は、例えば、加速、例えば、エンジンの振動によって生じる加速を感知するよう構成される、１軸加速度計、または２軸加速度計、または３軸加速度計等の加速度計とし得る。振動センサー２２０は、エンジンの振動を感知し、エンジン速度判定モジュール２１０に、感知されたエンジンの振動を示す値を出力するよう構成され得る。メモリモジュール２３０は、任意の適切なメモリ技術を利用し得るが、例えばそれは、フラッシュメモリおよび／またはＳＤ（セキュアデジタル）カードなどの記憶ディスク、および／またはソリッドステート記憶デバイスを含んでもよく、また、揮発性および／または不揮発性メモリを含んでもよい。通信モジュール２４０は、任意の１つ以上の通信プロトコル／アーキテクチャに従ってデータロガー２００の外部の１つ以上の電子機器との通信をサポートするよう構成され得る。例えば、通信モジュール２４０は、ＵＳＢ、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ、イーサネット（登録商標）等などの１つ以上のタイプの有線通信、および／またはＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  ＬＥ、近接通信（ＮＦＣ）、赤外線（ＩＲ）５Ｇ、ＬＴＥ、ＵＭＴＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＧＳＭ（登録商標）、または任意のその他の形態のＲＦベースデータ通信などの１つ以上のタイプの無線通信をサポートし得る。通信モジュール２４０は、少なくとも１つの通信インタフェース２４５が、データロガー２００と外部ネットワーク要素との間に確立されることを可能にする。例えば、ネットワーク要素は、インターネットサーバ、および／または移動電話機またはスマートフォン、および／またはタブレットコンピュータ、および／またはラップトップコンピューター、および／またはデスクトップコンピューター等などの、電子機器としてもよい。インタフェース２４５は、有線または無線インタフェースとしてもよい。
【００１５】
エンジン速度判定モジュール２１０はまた、温度センサー２５０および圧力トランスデューサ２６０に接続されてもよい。温度センサー２５０は、エンジンのクランクケース温度を感知するよう構成されてもよく、任意の適切なタイプの温度センサー、例えば、デジタルまたはアナログ温度センサーとしてもよい。温度センサー２５０は、エンジン速度判定モジュール２１０に、感知されたクランクケース温度を示す値を出力するよう構成され得る。圧力トランスデューサ２６０は、クランクケース圧力を感知するよう構成されてもよく、任意の適切なタイプの圧力センサー、例えば、ダイアフラムを備えた圧電センサーとしてもよい。圧力トランスデューサ２６０は、エンジン速度判定モジュール２１０に、感知されたクランクケース圧力を示す値を出力し得る。代替的な実施形態では、エンジン速度判定モジュール２１０は、温度センサー２５０または圧力トランスデューサ２６０の一方のみに接続されてもよいことが理解される。別の代替的な実施形態では、エンジン速度判定モジュール２１０は、温度センサー２５０または圧力トランスデューサ２６０のいずれにも接続されなくてもよい。温度センサー２５０および／または圧力トランスデューサ２６０は、オイルフィラーキャップ１００上に取り付けられてもよく（以下に詳述するように）、または、オンボードエンジン温度センサーおよび／または圧力トランスデューサとしてもよい。
【００１６】
図３は、データロガー２００、第一の電子機器３１０および第二の電子機器３２０を備える例示的なシステム３００を示す。データロガー２００および第一の電子機器３１０は、インタフェース２４５を介して互いに結合されてもよい。第一の電子機器３１０および第二の電子機器３２０は、ネットワーク要素としてもよい。第一の電子機器３１０は、移動電話機（携帯電話）、またはスマートフォン、またはタブレットコンピュータ、またはラップトップコンピューターなどの、携帯可能な電子機器としてもよい。第二の電子機器３２０は、デスクトップコンピューターまたはインターネットサーバとしてもよく、インタフェース３１５を介して第一の電子機器３１０に結合されてもよい。インタフェース３１５は、インターネット接続、または任意のその他の適切な形態のデータ接続としてもよい。以下で説明するように、エンジン速度判定モジュール２１０は、インタフェース２４５を介して第一の電子機器３１０にエンジンデータを通信し、次に第一の電子機器３１０がエンジンデータの少なくとも一部を、インタフェース３１５を介して第二の電子機器３２０に通信し得る。
【００１７】
図４は、オイルフィラーキャップ１００の例示的なアセンブリの「分解」図である。図５は、オイルフィラーキャップ１００の例示的なアセンブリの断面切断図である。アセンブリは、エンジン速度判定モジュールと通信モジュールの組み合わせ４１０、振動センサー２２０、およびメモリモジュール２３０を含み得る。アセンブリはさらに、電池４２０および電池ブレース４３０を含んでもよい。エンジン速度判定モジュールと通信モジュールの組み合わせ４１０、振動センサー２２０、およびメモリモジュール２３０は全て、オイルフィラーキャップ本体４６０の本体空洞部４６５内に配置され得る。カバー４５０は、本体空洞部４６５を閉じる、または封止するために、オイルフィラーキャップ本体４６０の上部に固定されてもよい。従って、本体空洞部４６５は、データロガー２００を取り付けるための、オイルフィラーキャップ１００上の取付け点であり得る。
【００１８】
図５は、電池４２０および電池ブレース４３０が、カバー４５０がオイルフィラーキャップ本体４６０の上部に固定される時に形成されるオイルフィラーキャップ１００内の空洞（または空間、または中空空間）内に位置している構成を示しているが（例えば、本体空洞部４６５とカバー４５０内の対向する空洞部を備える空洞部）、電池４２０および電池ブレース４３０はまた、本体空洞部４６５内に配置されてもよい。いずれの場合でも、オイルフィラーキャップ１００内の空洞部は、データロガー２００（および、必要に応じて電池４２０も）の取付け点となり得るが、空洞部は、カバー４５０がオイルフィラーキャップ本体４６０の上部に固定される時には封止され、カバー４５０が給油キャップ本体４６０の上部に固定されない時には露出し得る。
【００１９】
振動センサー２２０は、オイルフィラーキャップ１００がエンジンに嵌合される時に、振動センサー２２０がエンジンのクランクケースに最も近いデータロガー２００の構成要素となるように、オイルフィラーキャップ本体４６０の本体空洞部４６５の底部に向けて位置している。これらの構成要素をこのように配置することで、振動センサー２２０は、エンジンの近くに位置することとなり、このことは、振動感知のその精度を向上させるのに役立ち得る。振動センサー２２０が垂直振動を感知するよう構成される場合、オイルフィラーキャップ１００がエンジンに嵌合される時に、振動センサー２２０が測定することとなる振動の軸に垂直に配向されるように、振動センサー２２０は本体空洞部４６５内に水平に取り付けられ得る。
【００２０】
電池ブレース４３０は、電池４２０を所定の位置に保持するよう配置されてもよく、電池４２０は、オイルフィラーキャップ１００がエンジンに嵌合される時に、電池４２０をエンジンにできるだけ近づけないように、データロガー２００構成要素の上方に、オイルフィラーキャップ１００内の空洞部の上部に向けて位置させ得る。使用中、エンジンは熱くなる場合があるが、このことは、電池４２０に悪影響を及ぼし得る。従って、電池４２０をエンジンからできるだけ離して位置付けることで、電池４２０はエンジンの熱から良好に保護され得る。さらに、電池４２０は、カバー４５０を取り外すことで、交換または充電のために容易にアクセスできるようになり得る。カバー４５０は、任意の適切な方法でフィラーキャップ本体４６０に固定されてもよく、例えばそれは、ねじ山を使用してフィラーキャップ本体４６０に固定された取り外し可能なカバーであってもよく、または、カバー４５０を通ってフィラーキャップ本体４６０に貫通するねじまたはピンによってもよい。代替として、カバー４５０は、任意のその他の適切な方法、例えば押込みばめ固定を使用して、フィラーキャップ本体４６０に取り外し可能に固定されてもよい。さらなる代替として、カバー４５０は、取り外し不能な方法、例えば、糊付けまたはリベット締めによって、フィラーキャップ本体に固定されてもよい。
【００２１】
オイルフィラーキャップ１００アセンブリは、温度センサー２５０および／または圧力トランスデューサ２６０を含むセンサーモジュール４７０をさらに備える。センサーモジュール４７０は、オイルフィラーキャップ１００がエンジンに嵌合される時に、センサーモジュール４７０がエンジンのクランクケースに露出して、クランクケース温度および／またはクランクケース圧力がセンサーモジュール４７０によって感知され得るように、オイルフィラーキャップ１００の下側の面上で、オイルフィラーキャップ本体４６０の外部表面上に取り付けられてもよい。オイルフィラーキャップ１００の上面１１２は、オイルフィラーキャップ１００の第一の表面とみなしてもよく、センサーモジュール４７０が取り付けられる、オイルフィラーキャップ１００の下側上の対向する表面は、対向する、オイルフィラーキャップ１００の第二の表面とみなしてもよい。
【００２２】
従って、センサーモジュール４７０は、データロガー２００の構成要素から物理的に分離していてもよい。このようにして、データロガー２００の構成要素は、オイルまたはクランクケースからのごみへの露出から保護され得、また、センサーモジュール４７０をクランクケースになおも露出させたまま、エンジンにより生成された熱からある程度断熱し得る。センサーモジュール４７０は、感知されたクランクケース圧力および／またはクランクケース温度を示す値を出力するために、フィラーキャップ本体４６０を通した有線接続によって、または無線接続によって、エンジン速度判定モジュールと通信モジュールの組み合わせ４１０に接続されてもよい。
【００２３】
図４および５に示すアセンブリは、本開示によるオイルフィラーキャップ１００のアセンブリの非制限的な一例に過ぎないことが理解される。代替として、データロガー２００の構成要素は、オイルフィラーキャップ１００上またはオイルフィラーキャップ１００内に任意の方法で配置されてもよい。例えば、データロガー２００は、単一の回路基板などの、図２に示す構成要素を含む単一のユニットとして形成され、オイルフィラーキャップ１００上の任意の場所の取付け点に嵌合されるよう設計されてもよい。例えば、データロガー２００の構成要素は、オイルフィラーキャップ１００の空洞部に取り付けられる単一の回路基板上に配置されてもよい。あるいは、データロガー２００の構成要素は磁気素子を含むユニット内に収容されてもよく、取付け点は、オイルフィラーキャップの上部に強磁性材料（鉄など）を含んでもよい（または、ユニットが強磁性材料を含んでもよく、取付け点がオイルフィラーキャップの上部に磁気素子を含んでもよい）。あるいは、データロガー２００の構成要素は、オイルフィラーキャップの上部の取付け点上に押込みばめされるよう設計される、または、オイルフィラーキャップの上部上の取付け点上にねじ止めされるよう設計される等の、ユニット内に収容されてもよい。
【００２４】
図４および５に示すオイルフィラーキャップ１００はまた、電力をオイルフィラーキャップ１００内の構成要素に提供するために、電力リード線をエンジン電気システム（例えば、エンジン電池）からオイルフィラーキャップ１００に接続するための電力接続点を含んでもよい。これは、電池４２０の包含に加えて、またはこれに代替するものとしてもよい。例えば、電池４２０に加えて電力接続点が提供される場合、エンジン速度判定モジュールと通信モジュールの組み合わせ４１０、振動センサー２２０、およびメモリモジュール２３０は全て、エンジンがオン（および、必要に応じて電池４２０も充電される）されるとエンジン電気システムによって給電されてもよく、また、メモリモジュール２３０は、エンジンがオフされると電池４２０によって給電されてもよい（例えば、メモリモジュール２３０が揮発性メモリを含むとき）。電力接続点が電池４２０の代替として提供される場合、エンジン速度判定モジュールと通信モジュールの組み合わせ４１０、振動センサー２２０、およびメモリモジュール２３０は全て、エンジンがオンされるとエンジン電気システムによって給電されてもよく、また、エンジンがオフされるときに、給電される構成要素はない（例えば、メモリモジュール２３０が不揮発性メモリを含む場合）。
【００２５】
図６は、データロガー２００の動作の例示的なフロー図である。ステップＳ６１０で、エンジン速度判定モジュール２１０は、振動センサー２２０から、感知されたエンジンの振動を示す値を受信し、経時的に、感知されたエンジンの振動を示す値を記録する。振動は、任意の方向のエンジンの振動、例えば、水平および／または垂直な振動であり得る。エンジン振動が垂直方向に最も大きく（垂直方向の振動のピークと谷との間の差異が他の方向よりも大きい）、「ノイズ」が小さいエンジン振動と判定する場合がある。その結果、エンジン速度判定モジュール２１０が感知されたエンジンの垂直振動を示す値を記録し得るように、振動センサー２２０を、垂直エンジン振動を感知するよう構成することが望ましい場合がある。
【００２６】
エンジン速度判定モジュール２１０は、所定の期間に感知されたエンジン振動を示す値を記録するが、所定の期間は、エンジン速度の信頼できる測定値が得られるのに十分な任意の期間とし得る。例えば、判定期間は、０．１秒、または１秒、または５秒、または１分、または８分などの０．０１秒〜１０分の間の任意の期間としてもよく、あるいは、０．３秒、または３秒、または１０秒などの０．１秒〜１分の間の任意の期間、あるいは、８秒、または４２秒などの１秒〜１分の間の任意の期間としてもよい。データロガー２００は、プロセッサクロック、または水晶クロック、またはＧＰＳ同期クロックなどの、判定期間をカウントするためのクロックを備えてもよい。エンジン速度判定モジュール２１０は、振動センサー２２０から出力された値を周期的にサンプリングすることにより、感知されたエンジンの振動を示す値を記録し得る。例えば、エンジン速度判定モジュールは、振動センサー２２０からの出力を２ｍｓ毎にサンプリングし（これは５００Ｈｚのサンプリング周波数である）、感知されたエンジンの振動を示す値の記録（以下、記録されたエンジン振動と言及する）を得るために、判定期間中のサンプリングした値のそれぞれを記録し得る。サンプリング周波数は、任意の適切な周波数、例えば、２００Ｈｚ、または１０００Ｈｚ、または８０００Ｈｚなどの５０Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの間の任意の周波数としてもよく、あるいは１５０Ｈｚ、または８００Ｈｚ、または２０００Ｈｚなどの１００Ｈｚ〜５０００Ｈｚの間の任意の周波数としてもよく、あるいは４００Ｈｚ、または６００Ｈｚなどの１００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの間の任意の周波数としてもよい。サンプリング周波数は、エンジン振動に対して予想される最大の卓越周波数（例えば、エンジン振動における予想される最大の卓越周波数を正確に測定するのに十分に高いサンプリング周波数）を考慮して選択され得る。
【００２７】
図７は、ステップＳ６１０で記録された、感知されたエンジン振動の例示的なプロットを示す。この実施例において、サンプリング周波数は５００Ｈｚ、判定期間は０．５秒（つまり、２５０サンプル）であり、振動センサー２２０は、エンジンの垂直加速度を感知するよう構成され、エンジンは４気筒直列型（インライン）エンジンである。プロットのｘ軸はサンプル数（「時間」とも見得る）であり、プロットのｙ軸は単位ｍ／ｓ２のエンジンの垂直加速度である。
【００２８】
ステップＳ６２０で、エンジン速度判定モジュール２１０は、記録されたエンジン振動に基づいてエンジン速度を判定する。エンジン速度判定モジュール２１０はこれを、まず、記録されたエンジン振動の卓越周波数を、例えば、記録されたエンジン振動上にフーリエ変換、または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、またはラプラス変換等の時間−周波数ドメイン変換を実施することで行い得る。
【００２９】
図８は、図７に示す記録されたエンジン振動の周波数応答（つまり、時間−周波数変換）のプロットを示す。図８のプロットのｘ軸は単位がＨｚであり、図８のｙ軸は無次元の大きさの測定値である。
【００３０】
次に、エンジン速度判定モジュール２１０は、周波数応答プロットにおける最大の大きさの周波数を特定することで、卓越周波数を判定し得る。エンジン速度判定モジュール２１０は、卓越周波数を見つける際に、周波数応答内の特定の周波数の範囲のみを考慮し得る。該範囲は、下限周波数および上限周波数によって画定され得るが、それらは共に、予想されるエンジン動作の範囲外となる任意の周波数を排除するために、予想されるエンジン振動周波数を考慮して設定され得る。例えば、エンジンのアイドリング速度が約３５Ｈｚの振動周波数を生成すると予想され、最大可能エンジン速度が約９０Ｈｚの振動周波数を生成すると予想される場合、考慮すべき範囲は、３０Ｈｚ（下限周波数）〜１００Ｈｚ（上限周波数）となり得る。当然ながら、エンジンが生成する最大および最小周波数は、エンジンの異なるタイプ、例えば、気筒構成（直列気筒、Ｖ型気筒、ボクサー等）、エンジン速度制限およびエンジンアイドル速度ごとに変化し得る。従って、卓越周波数の判定中に考慮される周波数の範囲は、アクセスされているエンジンを考慮して任意の適切な範囲に設定され得る。
【００３１】
卓越周波数は、ピーク周波数応答に対応する周波数とし得る。周波数応答に２つ以上のピークがある場合（例えば、エンジン速度が測定期間中に変化したために）、卓越周波数は、最大の大きさであるピークに対応する周波数とし得る。従って、卓越周波数は、測定期間中に最も長い期間エンジンによって生成された振動の周波数とし得る。
【００３２】
エンジン回転数判定モジュール２１０は次に、卓越周波数に基づいてエンジン速度を判定し得る。例えば、卓越周波数は、毎分回転数（ＲＰＭ）などのエンジン速度の測定値に変換されてもよい。周波数の測定値ヘルツは、１秒当たりの振動周期数の測定値である。振動周波数Ｈｚを１秒当たりの振動周期数に変換するために、卓越周波数を６０で乗算してもよい。振動周期とエンジン回転数との間の関係は、エンジンの構成に依存し得る。振動サイクルは、気筒燃焼イベントによって発生し得るため、卓越周波数は、エンジンの発火周波数とも考えられ得る。エンジン回転ごとの、気筒燃焼イベント、または発火イベントの数は、気筒の構成に依存し得る。例えば、４気筒直列型（インライン）エンジンでは、エンジン回転毎に２回の燃焼イベントがあり得る。その結果、発火周波数はエンジン速度の２倍となり得る。ただし、３気筒直列型（インライン）エンジンでは、２回のエンジン回転毎に３回の燃焼イベントがあり得（つまり、エンジン回転毎に１．５回の燃焼イベント）、６気筒直列型（インライン）エンジンでは、エンジン回転毎に３回の燃焼イベントがあり得る。その結果、発火周波数は、エンジン速度の１．５倍となり得る。
【００３３】
従って、エンジン速度は、以下のように、卓越周波数から判定され得る。
【００３４】
【数１】
2019519713.tif 000003
【００３５】
従って、エンジン回転毎に２回の燃焼イベントがある４気筒直列型エンジンでは、エンジン速度ＲＰＭは以下のように計算され得る：
【００３６】
【数２】
2019519713.tif 000004
【００３７】
エンジン回転毎に１．５回の燃焼イベントがある３気筒直列型エンジンでは、エンジン速度ＲＰＭは以下のように計算され得る：
【００３８】
【数３】
2019519713.tif 000005
【００３９】
図７のプロットに示される記録されたエンジン振動、および図８の対応する周波数ドメインは、４気筒直列型エンジンで行われたものである。見て取れるように、図８に示される周波数応答での卓越周波数は、６５Ｈｚである。従って、判定されたエンジン速度は：
【００４０】
【数４】
2019519713.tif 000006
【００４１】
４気筒直列型エンジンを使用した実験を、このプロセスの精度を判定するために実施した。エンジンは、上記プロセスを使用して判定されたエンジン速度と比較して、「実際の」エンジン速度（動力計、または「ダイノ（ｄｙｎｏ）」で測定）で８００ｒｐｍから３０２４ｒｐｍまでに移行した。図９は、実際のエンジン速度（点線）および判定されたエンジン速度（実線）を表すグラフィカルプロットを示す。図９のプロットのｘ軸はテスト時間であり、図９のプロットのｙ軸はエンジン速度ｒｐｍである。図１０は、実際のエンジン速度と判定されたエンジン速度との間の速度誤差のグラフィカルプロットを示す。図１０のプロットのｘ軸はエンジン速度ｒｐｍ、図１０のプロットのｙ軸は判定されたエンジン速度と実際のエンジン速度との間の速度誤差ｒｐｍである。一部のエンジン速度では、２つのエンジン速度誤差値がある（例えば、１０００ｒｐｍでは、２０ｒｐｍと８０ｒｐｍの速度誤差がある）。これは、実験中、エンジンが特定の速度に保持された期間中に２つの異なるエンジン速度が判定されることで生じる。例えば、エンジン速度が０．５秒毎に判定されるが（判定期間が０．５秒であるため）エンジンは４秒間特定の速度に保持される場合、エンジン速度は連続８回（０．５秒毎に１回）判定され得る。このことは図９から分かり得るが、図９では、一部のエンジン速度において、２つの異なるエンジン速度が判定される（例えば、１０００ｒｐｍにおいて、１０２０ｒｐｍの初期速度が判定されるが、これはその後１０８０ｒｐｍまで増加してから２つの値の間で変動する）。変動は、いくつかの実験的理由から生じ得るが、これには、時間−周波数ドメイン変換の分解能精度が含まれ得る（以下に説明するように）。以下に説明するように、これらの変動があっても、エンジン速度判定の精度はなおも許容限度内であり得る。
【００４２】
図１０から分かるように、判定されたエンジン速度は、常に実際のエンジン速度の８０ｒｐｍ内となることが分かった。この実験で使用される時間−周波数ドメイン変換は、約６０ｒｐｍと等しい１．９Ｈｚの分解能のフーリエ変換であった。異なるおよび／または良好に調整された時間−周波数ドメイン変換技術を使用することで、この分解能が向上し、ゆえにエンジン速度誤差が低減し得ることが予想され得る。ただし、いずれの場合でも、ほとんどの用途において、実際のエンジン速度の＋／−１００ｒｐｍのエンジン速度判定は十分であることが予想され得る。
【００４３】
ステップＳ６３０で、エンジン速度判定モジュール２１０は、判定されたエンジン回転数をメモリモジュール２３０に記録し得る。判定されたエンジン速度がメモリモジュール２３０に記録され得るいくつかの異なる方法がある。判定されたエンジン速度がメモリモジュール２３０に記録される方法の実施例について以下に説明する。エンジン速度判定モジュール２１０は、これらの例示的技術のうち任意の１つ以上を利用し得ることが理解される。
【００４４】
実施例１：判定されたエンジン速度は、必要に応じて判定がなされた時間の識別子（例えば、判定の日時）と共に、メモリモジュール２３０に保存されてもよい。このようにして、経時的に複数のエンジン速度が、必要に応じてそれぞれ判定がなされた時間の識別子と共にメモリモジュール２３０に保存され得る。必要に応じて、判定期間は、判定されたエンジン速度と共にメモリモジュール２３０に保存されてもよい。そうすることで、判定されたエンジン速度それぞれと、エンジンがその速度で動作していると判定された期間の記録が維持され得る。これらのデータは、任意の適切な方法で、例えば、任意の標準データベースまたはマトリックス技術を使用して、メモリモジュール２３０に記録されてもよい。
【００４５】
実施例２：エンジン速度判定モジュール２１０は、メモリモジュール２３０のエンジン速度／時間の記録をルックアップし得る。エンジン速度／時間の記録は、複数のエンジン速度範囲およびエンジンがエンジン速度範囲のそれぞれ内で動作していると判定された累積時間を含み得る。エンジン速度／時間の記録の非制限的な実施例を以下に記載する。
【００４６】
【表１】
2019519713.tif 000007
【００４７】
エンジン速度／時間の記録は、任意の数のエンジン速度範囲を含んでもよく、該範囲は、任意の適切なサイズおよび広がりのものであり得ることが理解される。
【００４８】
エンジン速度判定モジュール２１０は、判定されたエンジン速度がその範囲内にあるのは複数のエンジン速度範囲のいずれかを判定した後に、判定期間を、そのエンジン速度範囲に対する累積時間に加え得る。このように、エンジンの動作のピクチャが経時的に構築され得る。
【００４９】
図７および８に関して上述する実施例において、判定されたエンジン速度が２６００ｒｐｍである場合、エンジン速度判定モジュール２１０は、判定されたエンジン速度が２６００−２６９９ｒｐｍの範囲内にあると判定し得る。エンジン速度判定モジュール２１０は次に、判定期間を、エンジン速度／時間の記録における該エンジン速度範囲に対して記録された累積時間に加え得る。例えば、２６００〜２６９９ｒｐｍのエンジン速度／時間の記録に記録された累積時間が１．２３時間であり、判定期間が０．５秒である場合、２６００〜２６９９ｒｐｍのエンジン速度／時間の記録に記録される累積時間は１．２３時間＋０．５秒に更新され得る。
【００５０】
判定期間を判定されたエンジン速度範囲に対する累積時間に加えると、エンジン速度判定モジュール２１０は次に、更新されたエンジン速度／時間の記録をメモリモジュール２３０に書き込み得る。
【００５１】
エンジン速度範囲および累積時間は、任意の適切な方法で、例えば、任意の標準データベースまたはマトリックス技術を使用して、メモリモジュール２３０に保存され得ることが理解される。
【００５２】
実施例１および／または実施例２に従って判定されたエンジン速度をメモリモジュール２３０に記録した後、エンジン速度判定モジュール２１０は、ステップＳ６１０に戻り得る。このようにして、エンジン速度が定期的に判定またはサンプリングされ（例えば、０．５秒毎に）、その後、広範なエンジン速度データが経時的に保存されるようにメモリに保存され得る。ステップＳ６１０で判定期間にわたって経時的に感知されたエンジン振動を示す値を記録した後、プロセスはステップＳ６２０に進み、次の判定期間に対する感知されたエンジン振動を示す値を記録することを、エンジン速度の判定に寄与しないエンジンの動作期間がないように、ステップＳ６２０およびＳ６３０を実施する間に開始し得ることが理解される。その結果、直近に完了した感知されたエンジン振動を示す値の記録に関してステップＳ６２０およびＳ６３０が実行される一方で、感知されたエンジン振動を示す値の次の記録が既に進行中となり得る。
【００５３】
エンジン速度判定モジュール２１０は、全てのエンジン速度範囲に対する累積時間をリセットする（例えば、ゼロに設定する）よう構成され得る。エンジン速度判定モジュール２１０は、周期的に（例えば、１００日毎に）、および／またはエンジン速度／時間の記録がインタフェース２４５を介してデータロガー２００から出力された後に、および／またはインタフェース２４５を介して受信したユーザリセットコマンドに応答して（例えば、エンジンが供用され、サービスオペレータがエンジン速度／時間の記録をリセットするよう指示し得る）、累積時間をリセットしてもよい。
【００５４】
任意の適切な時間において、データロガー２００は、インタフェース２４５を介して第一の電子機器３１０にエンジンデータを出力し得る。エンジンデータは、「現在の」判定されたエンジン速度が出力され得るように直近に判定されたエンジン速度（および、必要に応じて測定期間も）、および／または上記実施例１からの記録されたデータ、および／または上記実施例２からの記録されたデータを含んでもよい。このように、エンジンデータは、エンジン速度／時間の記録を含み得る。エンジンデータは、インタフェース２４５を介して周期的に第一の電子機器３１０に出力されてもよく（例えば、第一の電子機器３１０に「プッシュ」される）、あるいは、エンジン速度判定モジュール２１０が第一の電子機器３１０からエンジンデータに対する要求をインタフェース２４５を介して受信した後に出力されてもよい（例えば、第一の電子機器３１０によって「プル」される）。一実施例では、インタフェース２４５は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  ＬＥを利用してもよく、エンジンデータは、第一の電子機器３１０がデータロガー２００と対にされてエンジンデータを要求、つまり、「プル」する場合に第一の電子機器３１０に出力されてもよい。同様に、別の実施例では、インタフェース２４５がＷｉＦｉでＴＣＰ／ＵＤＰを利用する場合、第一の電子機器３１０は、エンジンデータをデータロガー２００からプルすることを許容され得る。
【００５５】
第一の電子機器３１０は、エンジンデータの少なくとも一部を保存し得る、および／またはエンジンデータの少なくとも一部をユーザに表示し得る（例えば、第一の電子機器３１０上の表示画面を介して）。エンジンデータは、生データとして、または棒グラフ等の任意の適切なグラフィカル形式で表示され得る。エンジンデータが第一の電子機器３１０上に保存される場合、第一の電子機器３１０はまた、例えば第一の電子機器３１０の内蔵ＧＰＳモジュールを使用して、位置データをエンジンデータに追記し得る。第一の電子機器３１０はまた、例えばエンジンデータを使用してエンジン摩耗メトリックを計算する、および／またはエンジンが使用される方法を分析する、および／または次の必要なエンジン供用までの時間数を計算する等して、エンジンデータの分析を実施するよう構成され得る。これらの計算された情報の項目の任意の１つ以上は、例えば第一の電子機器３１０上の表示画面を介してユーザに表示され得る。
【００５６】
さらには、又はあるいは、第一の電子機器３１０は、エンジンデータの少なくとも一部をインタフェース３１５を介して、例えば第一の電子機器３１０のユーザの要求時に、第二の電子機器３２０に通信してもよい。このようにして、インタフェース３１５は、永続的インタフェース（永久的インターネット接続など）を必要としないよう、データ転送が要求される都度起動するだけでよい。エンジンデータの少なくとも一部は、その他の適切なデータ、例えば、位置データおよび／または計算されたエンジン摩耗メトリックおよび／または計算された次の必要なエンジン供用までの時間と共に、通信され得る。第二の電子機器３２０は、例えば、後日の、エンジンのユーザによる、またはサービス要員によるアクセスのためのバックアップを維持して、受信したデータを保存し得る。さらには、又はあるいは、第二の電子機器３２０は、例えば、エンジン摩耗メトリックを計算する、および／または次の必要なエンジン供用までの時間を計算する等のために、受信したデータに分析を実施し得る。第二の電子機器３２０は、エンジンの所有者／オペレータ、および／またはディーラーまたはサービス要員が入手可能な、エンジンデータおよび／または次の必要な供用サービスまでの時間またはヒストグラム等のデータを、例えば、ウェブページインタフェースを介して作成し得る。さらには、又はあるいは、第二の電子機器３２０は、エンジンデータおよび／または次の必要な供用サービスまでの時間またはヒストグラム等のデータを、エンジンの所有者／オペレータ、および／またはディーラーまたはサービス要員などの権限ある関係者に電子メールし得る。
【００５７】
エンジン速度の判定に加え、エンジン速度判定モジュール２１０はまた、温度センサー２５０から、感知されたクランクケース温度を示す値を読み出すことでクランクケース温度を判定し、および／または圧力トランスデューサ２６０から、感知されたクランクケース圧力を示す値を読み出すことでクランクケース圧力を判定し得る。エンジン速度判定モジュール２１０は、感知されたクランクケース温度を示す値および／または感知されたクランクケース圧力を示す値を、判定されたエンジン速度と共にメモリモジュール２３０に記録し得る。クランクケース温度および／またはクランクケース圧力は、判定されたエンジン速度それぞれに対して、対応するクランクケース温度および／またはクランクケース圧力があるように、エンジン速度が判定されるのと同時に判定され得る。あるいは、クランクケース温度および／またはクランクケース圧力は、エンジン速度が判定されるよりも多く、または少なく判定されてもよい。
【００５８】
判定されたエンジン速度の記録に関して上述する実施例１および２と類似して、判定されたクランクケース温度および／またはクランクケース圧力は、以下の例示的技術のうち任意の１つ以上を使用してメモリモジュール２３０に記録され得る。
【００５９】
実施例Ａ：感知されたクランクケース温度を示す値および／または感知されたクランクケース圧力を示す値は、必要に応じて判定がなされた時間の識別子（例えば、判定の日時）と共にメモリモジュール２３０に保存され得る。このようにして、複数の判定されたエンジン温度および／またはクランクケース圧力は、必要に応じてそれぞれ判定がなされた時間の識別子と共に、経時的にメモリモジュール２３０に保存され得る。必要に応じて、判定期間を判定されたクランクケース温度および／またはクランクケース圧力と共にメモリモジュール２３０に保存してもよい。そうすることで、各クランクケース温度および／またはクランクケース圧力、およびエンジンがそのクランクケース温度および／またはクランクケース圧力で動作していた期間の記録が維持され得る。これらのデータは、任意の適切な方法で、例えば、任意の標準データベースまたはマトリックス技術を使用して、メモリモジュール２３０に記録されてもよい。
【００６０】
実施例Ｂ：エンジン速度判定モジュール２１０は、メモリモジュール２３０のクランクケース温度／時間の記録および／またはクランクケース圧力／時間の記録をルックアップし得る。クランクケース温度／時間の記録は、複数のクランクケース温度範囲と、エンジンがクランクケース温度範囲のそれぞれ内で動作している累積時間とを含み得る。クランクケース温度／時間の記録は、複数のクランクケース圧力範囲と、エンジンがクランクケース圧力範囲のそれぞれ内で動作している累積時間とを含み得る。クランクケース温度／時間の記録の非制限的な実施例を以下に記載する。
【００６１】
【表２】
2019519713.tif 000008
【００６２】
クランクケース温度／時間の記録は任意の数のクランクケース温度範囲を含んでもよく、該範囲は任意の適切なサイズおよび広がりのものであり得ることが理解される。
【００６３】
上記実施例２に類似して、エンジン速度判定モジュール２１０は、判定されたクランクケース温度がその範囲内にあるのは複数のクランクケース温度範囲のいずれかを判定した後に、判定期間を、そのクランクケース温度範囲に対する累積時間に加え得る。判定期間を判定されたクランクケース温度範囲に対する累積時間に加えると、エンジン速度判定モジュール２１０は、更新されたクランクケース温度／時間の記録をメモリモジュール２３０に書き込み得る。
【００６４】
クランクケース圧力／時間の記録の非制限的な実施例を以下に記載する。
【００６５】
【表３】
2019519713.tif 000009
【００６６】
クランクケース圧力／時間の記録は任意の数のクランクケース圧力範囲を含んでもよく、該範囲は任意の適切なサイズおよび広がりのものであり得ることが理解される。さらに、この特定の実施例では、一部の圧力範囲は、負の圧力範囲であることに留意されたい。これは、これらが基準圧力に対する、例えば、気力に対する圧力であるからである。代替として、圧力範囲は、圧力の絶対測定値を含み得る。
【００６７】
上記実施例２に類似して、エンジン速度判定モジュール２１０は、判定されたクランクケース圧力がその範囲内にあるのは複数のクランクケース圧力範囲のいずれかを判定した後に、判定期間を、そのクランクケース圧力範囲に対する累積時間に加え得る。判定期間を判定されたクランクケース圧力範囲に対する累積時間に加えると、エンジン速度判定モジュール２１０は次に、更新されたクランクケース圧力／時間の記録をメモリモジュール２３０に書き込み得る。
【００６８】
エンジン速度判定モジュール２１０は、前述した全てのエンジン速度範囲に対する累積時間をリセットするのに類似して、全てのクランクケース温度範囲および／またはクランクケース圧力範囲に対する累積時間をリセットする（例えば、ゼロに設定する）よう構成され得る。
【００６９】
クランクケース温度および／時間の記録および／またはクランクケース圧力／時間の記録は、任意の適切な方法で、例えば、任意の標準データベースまたはマトリックス技術を使用してメモリモジュール２３０に保存され得ることが理解される。
【００７０】
実施例Ａおよび／または実施例Ｂに従ってメモリモジュール２３０に保存される判定されたクランクケース温度および／またはクランクケース圧力は、エンジンデータの一部として第一の電子機器３１０に通信され得る。従ってエンジンデータは、エンジン速度データおよびクランクケース温度データおよび／またはクランクケース圧力データの、複数のデータのセットを含み得る。あるいは、エンジン速度データは、クランクケース温度データおよび／またはクランクケース圧力データと組み合わされて単一のマップまたはマトリックスにされてもよく、これは、エンジン速度範囲／クランクケース温度範囲／クランクケース圧力範囲の組み合わせ毎に費やされる累積時間を特定する。
【００７１】
データロガー２００の上記で開示する動作は、コンピュータ可読命令を含む１つ以上のコンピュータプログラム（例えば、１つ以上のコンピュータ可読媒体）によって実施され得る。例えば、メモリモジュール２３０、またはデータロガー２００に結合されるその他のメモリユニットまたはエンジン速度判定モジュール２１０は、プロセッサ上で（エンジン速度判定モジュール２１０上など）実行される時に上記で開示する動作を実行するよう構成される１つ以上のコンピュータプログラムを含み得る。コンピュータプログラムは代替的に、ハードディスクドライブおよび／またはソリッドステートドライブなどの任意のその他の適切な記憶媒体、フロッピーディスクおよび／またはＣＤ−ＲＯＭおよび／またはＤＶＤおよび／またはブルーレイディスクおよび／またはＵＳＢドライブ等の少なくとも１つの記憶読み出しドライブ上に保存されてもよい。
【００７２】
図１１は、その上にオイルフィラーキャップ１００が嵌合され得る内燃機関１１００の一例、例えば、ディーゼルまたはガソリン機関を示す。
【００７３】
図１２は、その内部に内燃機関１１００が嵌合され得る例示的な機械１２００を示す。図１２に示す機械１２００は、機械のタイプの一例に過ぎず、オイルフィラーキャップ１００を含む内燃機関１１００は、例えば、車、バックホウローダ、または圧縮機等任意の適切な機械で使用され得ることが理解される。オイルフィラーキャップ１００を含む内燃機関１１００は代替的に、ジェネレータ、またはジェネレータセット、またはエアコンプレッサー等などの任意のその他の適切なタイプの機械で使用され得る。従って、機械１２００は、オイルフィラーキャップ１００を含む内燃機関１１００が使用され得る機械の一例に過ぎない。
【００７４】
当業者であれば、上記の態様に対するいくつかの変更および／または代替が実施可能であり、かつなおも本開示の範囲内となることを容易に理解する。
【００７５】
例えば、判定されたエンジン速度をメモリモジュール２３０に保存するのではなく、その代わりに、エンジン速度判定モジュール２１０は、判定されたエンジン速度をインタフェース２４５を介して第一の電子機器３１０にブロードキャストするのみでもよい。このように、本開示で使用される「データロガー２００」という用語は、データ（エンジン速度など）を保存、またはログする装置、およびデータ（エンジン速度など）を判定するのみでそれ自体はデータを記録またはログしない装置（エンジン速度などのデータの記録またはログは、代わりに、第一の電子機器３１０および／または第二の電子機器３２０によって実施され得る）を包含することが意図される。同様に、エンジン速度判定モジュール２１０がまた、クランクケース温度および／またはクランクケース圧力を判定するよう構成される場合、クランクケース温度および／またはクランクケース圧力はメモリモジュール２３０に保存されず、代わりに、第一の電子機器３１０にブロードキャストされるのみであってもよい。
【００７６】
図３に示すシステム３００には、第一の電子機器３１０および第二の電子機器３２０がある。しかしながら、代替において、データロガー２００と電子機器との間のインタフェースと共に、１つのデータロガー２００と１つの電子機器（インターネットサーバなど）のみがシステム３００内にあり得ることが理解される。あるいは、システム３００は、データロガー２００と３つ以上の相互接続された電子機器を備えてもよい。図３のインタフェースは直接インタフェースとして示されるが、インターネットルータ等の、さらなる１つ以上の仲介装置がインタフェースにあり得ることが理解される。
【００７７】
上記の態様では、データロガー２００の構成要素がオイルフィラーキャップ１００内に位置しているが、データロガー２００は、エンジントップマウントカバーの外側または内側にボルト止めする、またはエンジントップマウントカバーに組み込む、またはエンジンのタイミングケースにボルト止めするなど、データロガー２００の嵌合に適したエンジンの任意のその他の部分に取り付けられるよう設計されて、振動センサー２２０がエンジン振動を正確に測定できるようにしてもよいことが理解される。
【００７８】
図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃは、本開示による例示的な代替のオイルフィラーキャップ１３００を示す。図１３Ａは、オイルフィラーキャップ１３００のトップダウン図であり、図１３Ｂはオイルフィラーキャップ１３００の側面からの図であり、図１３Ｃはオイルフィラーキャップ１３００の側面からの切断図である。オイルフィラーキャップ１３００の設計は、図１Ａ〜１Ｃ、４および５に示すオイルフィラーキャップ１００の設計とは異なっており、代替的なオイルフィラーキャップ設計の一例に過ぎないことが分かる。図１３Ｃに見て取れるように、オイルフィラーキャップ１３００は、上述のデータロガー２００の構成要素を含み得る回路基板１３１０を備える。代替的な構成において、オイルフィラーキャップ１３００は、それぞれが上述のデータロガー２００の少なくとも１つのモジュールを含む、２つ以上の回路基板を備えてもよい。
【００７９】
上記で開示した例示的実施形態で特定されるデータに加え、エンジンデータはまた、エンジンが動作していた合計時間、および／またはエンジンシリアル番号（メモリモジュール２３０、および／またはＲＯＭやＥＰＲＯＭモジュールなどのデータロガー２００のその他のメモリに保存され得る）のうち少なくとも１つを含み得る。
【００８０】
エンジン速度判定モジュール２１０は、メモリモジュール２３０に、「最終稼働日時」の記録を維持するようさらに構成され得る。エンジン速度判定モジュール２１０は、周期的に（例えば、毎分、毎時間、または２時間おきに等）「最終稼働日時」の時間および／または日付を更新し得る。このようにして、データロガー２００の電源が切れた場合に、メモリモジュール２３０に、データロガー２００がまだ動作していた時の時間および／または日付の記録が存在し得る。必要に応じて、エンジンデータは、「最終稼働日時」をさらに含み得る。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
エンジン速度判定モジュールおよび振動センサーを上述のようにエンジンオイルフィラーキャップに提供することで、エンジン速度判定は、より簡単に達成され得る。具体的には、エンジンオイルフィラーキャップは容易にアクセス可能かつ容易に交換可能であり、このことは、例えば日常のエンジン供用中に、本開示に従って、古い、標準エンジンオイルフィラーキャップを容易に取り外してエンジンオイルフィラーと交換することが可能であることを意味する。振動センサーからの振動の測定値を使用してエンジン速度を判定することで、制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）バスへのインタフェースを実装する（ＥＣＵを備えたエンジンに対して）、または機械的、磁気的、またはレーザタコメータ、または燃料測定装置などの追加測定装置をセットアップする（ＥＣＵを備えないエンジンに対して）必要がない。従って、エンジン速度判定機能は、任意のタイプのエンジンにより安価かつ簡単に加えられ得る（つまり、エンジン速度判定モジュールおよび振動センサーは、簡単にエンジンに追加導入され得る。
【００８２】
エンジン速度は、エンジン振動の卓越周波数に基づいて判定され得るが、これは、比較的複雑さが小さい計算プロセスを利用する一方でエンジン速度の比較的正確な（８０ｒｐｍ以内）判定をもたらし得る。卓越周波数は、下限周波数と上限周波数との間の周波数応答の周波数の範囲内の、最大の大きさの周波数応答に対応する周波数を特定することで判定され得、最大の大きさの周波数応答に対応する周波数が卓越周波数である。下限周波数と上限周波数との間の周波数の範囲のみを見ることで、エンジン動作範囲外の周波数（例えば、アイドル速度を下回る、またはエンジン速度制限を上回るエンジン動作により生じ得る周波数）は判定プロセスから除外され得る。このことは、卓越周波数の特定速度を増大させ、および／または、不正確な周波数が卓越周波数として特定される可能性を低減することで精度を向上させ得る（例えば、調波周波数またはその他のアーチファクトは周波数範囲外となるため、卓越周波数として特定されない）。
【００８３】
エンジン速度判定モジュールは、判定期間と共に判定されたエンジン速度をメモリモジュールに記録し得る。特定の一実施例において、エンジン速度判定モジュールは、判定されたエンジン速度が複数のエンジン速度範囲のいずれに当るかを判定し、そして判定期間を、エンジンがその判定されたエンジン速度範囲で動作していた、メモリモジュールに記録された累積時間に加え得る。判定されたエンジン速度および判定期間に関連するデータを記録することで、エンジン速度の経時的なピクチャが構築され得るが、これは、エンジンがどのように動作しているか、どのようなエンジン摩耗になりそうか、および／またはエンジン供用間隔をどうすべきか、の分析に有用であり得る。例えば、いくつかのエンジンは、５００時間の供用間隔のデフォルトを有してもよい。ただし、これは全てのエンジン、特に、低デューティ比で稼働するエンジンには必要ではなく、この場合には、より長い供用間隔（１０００時間など）が判定されて、機械の所有者の時間およびお金を節約し得る。
【００８４】
本開示の上記態様では、エンジンデータは経時的にメモリモジュールに保存された後に、通信モジュールを介して外部電子機器に出力されてもよい。一実施例では、外部電子機器は、エンジンデータに対する要求をエンジン速度判定モジュールに発行し、これに応答して、エンジン速度判定モジュールは、メモリモジュールの保存されたエンジンデータをルックアップして、それを通信モジュールを介して電子機器に出力し得る。例えば、オペレータは、エンジンデータを作業日の終わりにスマートフォンまたはタブレットコンピュータに送信してもよく、ここで、エンジンデータは作業日全体のエンジン動作に関連するデータを含む。このようにして保存されたエンジンデータを出力することで、任意のデータが通信される前に、外部電子機器との良好で信頼できる通信インタフェースが確保され得る。従って、複雑で費用のかかる通信インタフェースを常時維持する必要がない。さらに、信頼できない通信インタフェースのために任意のデータが欠損するリスクが低減され、これによって外部電子機器によって受信されるデータの信頼性が向上する。
【００８５】
外部電子機器とのインタフェースは、サーバとのインターネット接続を確立するのに通信モジュールを必要としないことで有線通信に比べて簡単なデータ転送および低コストな転送を可能にし得る、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  ＬＥまたはＷｉＦｉなどの短距離無線インタフェースといった無線インタフェースとし得る。さらに、外部電子機器はまた、固有のインターネット接続を含んでもよく（例えば、外部電子機器がスマートフォンまたはタブレットコンピュータである場合）、これらは、エンジンデータをより安価および簡単にサーバに転送するよう活用され得る。
【００８６】
本開示の一態様では、オイルフィラーキャップは、エンジン速度判定モジュールが、エンジンクランクケース温度および／またはクランクケース圧力を判定し得るように、温度センサーおよび／または圧力トランスデューサを含み得る。クランクケース温度および／またはクランクケース圧力は、判定された速度と共に、メモリモジュールに保存されてもよい。エンジンデータにクランクケース温度および／またはクランクケース圧力の記録を有することは、エンジン速度データを使用して実施する、例えば、どのようにエンジンが動作しているか、どのような摩耗になりそうか、および／またはエンジン供用間隔をどうすべきかなど、任意の分析の精度を向上させるのに役立ち得る。
【００８７】
本開示のさらなる態様では、エンジンのオイルフィラーキャップ上に、またはオイルフィラーキャップ内に取り付けるためのデータロガーが提供されており、ここでデータロガーは振動センサーと、振動センサーによって感知されたエンジンの振動に基づいてエンジン速度を判定するよう構成されるエンジン速度判定モジュールとを備える。エンジンオイルフィラーキャップは、例えば、標準エンジン供用の間に容易にアクセス可能であり、そのため、データロガーをオイルフィラーキャップ上またはオイルフィラーキャップ内に取り付けるよう構成することは、データロガーが容易にエンジンに嵌合され得ることを意味する。さらに、振動センサーによって感知された振動を使用してエンジン速度を判定することで、制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）バスへのインタフェースを実装する（ＥＣＵを備えたエンジンに対して）、または機械的、磁気的、またはレーザタコメータ、または燃料測定装置などの追加測定装置をセットアップする（ＥＣＵを備えないエンジンに対して）必要がない。従って、エンジン速度判定機能は、任意のタイプのエンジンに簡単に加えられ得る。
【００８８】
本開示のさらなる態様において、エンジン上に取り付けられ、エンジンの速度を判定するためのデータロガーが提供されている。データロガーは、エンジン速度判定モジュールと振動センサーとを備え、データロガーは、振動センサーによって感知されたエンジンの振動に基づいて経時的に複数のエンジン速度を判定し、判定されたエンジン速度に関連付けられたエンジンデータをメモリに記録するよう構成される。データロガーは、外部電子機器にエンジンデータを出力するようさらに構成される。振動センサーによって感知された振動を使用してエンジン速度を判定することで、制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）バスへのインタフェースを実装する、または機械的、磁気的、またはレーザタコメータ、または燃料測定装置などの追加測定装置をセットアップする必要がない。従って、エンジン速度判定機能は、任意のタイプのエンジンに簡単に加えられ得る。
【００８９】
さらに、エンジンデータをメモリモジュールに保存した後にエンジンデータを外部電子機器に出力することで、任意のデータが通信される前に、外部電子機器との良好で信頼できる通信インタフェースが確保され得る。従って、複雑で費用のかかる通信インタフェースを常時維持する必要がない。さらに、信頼できない通信インタフェースのために任意のデータが欠損するリスクが低減され、これによって外部電子機器によって受信されるデータの信頼性が向上する。
【００９０】
本開示のさらなる態様では、内燃機関の速度を判定するよう構成されるデータロガーを取り付けるための取付け点を含むオイルフィラーキャップが提供されている。オイルフィラーキャップは、例えば、通常のエンジン供用中に容易にアクセス可能であり得る。したがって、本発明のこの態様によるエンジンオイルフィラーキャップは、データロガーのエンジンへの簡単な取り付けを可能にし得る。従って、エンジン速度判定機能が、こうした内蔵機能を有さないエンジンにおいて所望される時（例えば、エンジン速度データがサービス要員によって使用可能となるように等）、該機能は、適切なデータロガーをエンジンオイルフィラーキャップに嵌合することでエンジンに非常に簡単に加えられ得る。
【００９１】
エンジンオイルフィラーキャップは空洞部を含んでもよく、空洞部は取付け点を含む。従って、空洞部内に位置するデータロガーは、エンジンオイルフィラーキャップ内に位置し、これによってデータロガーを損傷、例えば、物理的衝撃、オイルおよびその他の流体およびごみ、および／またはエンジンからの熱から保護してもよい。
【００９２】
オイルフィラーキャップは、取り外し可能なカバーが所定の位置に固定される時に空洞部が封止された中空空洞部となるように、取り外し可能なカバーを備えてもよく、取り外し可能なカバーが本体から取り外されると、空洞部は、空洞部に取り付けられたデータロガーおよび／または電池の少なくとも一部がユーザによってアクセスされ得るように、露出される。従って、取り外し可能なカバーは、データロガーおよび／または電池の簡単な検査および／または交換を可能にし得る。
【００９３】
オイルフィラーキャップはまた、振動センサーおよびエンジン速度判定モジュールを含むデータロガーを備えてもよく、ここで振動センサーおよびエンジン速度判定モジュールは、オイルフィラーキャップが内燃機関のオイル注入口に嵌合される時に、振動センサーがエンジン速度判定モジュールよりも内燃機関のクランクケースの近くに取り付けられるように配置される。振動センサーをエンジンのクランクケースの近くに位置付けることで、振動センサーは、エンジンの振動をより正確に感知し得る。また、オイルフィラーキャップは、オイルフィラーキャップがオイル注入口に嵌合される時に、電池とクランクケースとの間の距離が、振動センサーとクランクケースとの間の距離よりも大きく、エンジン速度判定モジュールとクランクケースとの間の距離よりも大きくなるように配置された電池を含んでもよい。このようにして、電池（熱に影響されやすい）は、エンジンによって生成される熱からより良好に保護され得る。さらに、電池は、簡単な交換および／または充電のためにより容易にアクセス可能となり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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